Chapitre 4 : Les muscles au travail

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Chapitre 4 : Les muscles au travail
Dans ce chapitre :
Les différents types de contractions musculaires 78
Contraction statique 78
Contraction dynamique 80
Contraction isométrique 80
Contraction auxotonique 80
Contraction isotonique 82
Contraction isocinétique 82
Contractions concentrique et excentrique 83
Contraction pliocentrique 83
Les facteurs qui influencent la contraction musculaire 83
L’angle articulaire 83
La section transversale du muscle 84
La vitesse du mouvement 87
Le type de fibre musculaire 91
L’âge 92
Le sexe 92
Sommaire 93
Explorons la contraction musculaire....
CHAPITRE 4
Les muscles au travail
Après avoir terminé ce chapitre, vous devriez pouvoir :
n
distinguer les différents types de contractions musculaires ;
n
décrire les facteurs qui influencent le développement de la force musculaire ;
n
identifier les composantes de la force musculaire ;
n
comprendre les interactions entre ces différentes composantes.
77
78
Fondements en sciences de l’exercice
Le muscle est un organe qui génère le mouvement.
Sa structure et ses fonctions, telles que présentées
dans le chapitre précédent, peuvent s’adapter à
plusieurs protocoles d’entraînement. Ces protocoles
sont conçus de façon à améliorer la forme physique
ou pour l’entraînement à des exercices sportifs
spécifiques – la forme physique étant un facteur
important à une bonne santé. Néanmoins, avant
d’explorer les différents protocoles d’entraînement,
il est nécessaire de se familiariser avec les différents
types de contractions musculaires. Vous devez
également comprendre le concept de la force
musculaire, et les interactions entre ses différentes
composantes – compréhension étroitement liée à
la réussite de son projet de remise en forme ou à la
réalisation d’une performance athlétique.
Les différents types de
contractions musculaires
Dans un programme d’entraînement physique, il est
important d’exécuter plusieurs types de contractions
musculaires. En premier lieu, distinguons la
contraction statique de la contraction dynamique.
Le travail musculaire statique et dynamique
engendre cinq types de contractions musculaires :
Le saviez-vous ?
Il est intéressant de noter que la terminologie
utilisée pour décrire les principales contractions
musculaires vient de la langue grecque.
contraction isométrique, isotonique, auxotonique,
isocinétique et pliocentrique. Chacun de ces types de
contraction renvoie à deux formes de mouvements :
un mouvement concentrique et excentrique.
Contraction statique
La contraction statique est une contraction pour
laquelle la tension du muscle, ou la force exercée
contre une charge externe, est égale ou inférieure
à la force externe. Par conséquent, la charge n’est
pas déplacée. Pensez à un athlète qui essaie de
fléchir son bras contre la résistance d’une barre
fixe. Même si toute l’énergie et la force de l’athlète
sont mobilisées pour ce mouvement, ce dernier
ne pourra déplacer la barre. En revanche, la force
exercée par le muscle est substantielle.
Dans la plupart des sports, la tension
maximale statique est rare. Cependant, elle peut
se produire en gymnastique (dans la croix aux
anneaux et dans certains exercices d’équilibre), en
Statique
Dynamique
Isométrique
Concentrique
Excentrique
Isotonique
Auxotonique
Concentrique
(surmonter, s’adapter)
Figure 4.1 Les différents types de contractions musculaires.
Isocinétique
Pliocentrique
Excentrique
(résister)
L’étude du mouvement humain et de la santé
A
79
B
Figure 4.2 Contractions statiques et isométriques. A. Activités qui requièrent une tension musculaire
statique maximale. B. Activités qui requièrent une tension musculaire statique sous-maximale.
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lutte ou en judo (dans les techniques, les prises sur
le sol et les ponts). En général, la plupart des sports
requièrent seulement des contractions statiques
sous-maximales ou basses. Tirer une voile gonflée
par le vent, le tir à l’arc et le ski alpin sont des
activités qui exigent souvent un travail statique sur
une durée prolongée (figure 4.2).
Contraction dynamique
Le système neuromusculaire travaille de façon
dynamique lorsqu’il y a un déséquilibre entre les
forces internes et les forces externes. Par exemple,
un athlète peut être capable de développer la force
nécessaire pour lever un poids pendant un exercice.
Quand la force externe (gravité du poids ou d’un
objet) est plus faible que la force interne générée
par l’athlète alors celui-ci est en mesure de résister
à la force externe et par conséquent de créer un
mouvement. Ainsi, toute contraction dynamique
génère un mouvement.
Contraction isométrique
Une contraction isométrique (iso = même,
métrique = longueur) est une contraction pour
laquelle le muscle, même contracté, ne change pas
de longueur. Dans ce cas, la contraction s’exerce
contre une charge dont la force dépasse celle des
muscles de l’athlète et par conséquent il n’y a pas
déplacement de la charge. Nous savons cependant
qu’une force considérable a été produite par l’état de
fatigue éprouvé par l’individu. Néanmoins, aucun
mouvement externe n’est perçu. Une contraction
isométrique est une contraction statique.
En d’autres termes, aucun travail musculaire
n’est réalisé lors d’une contraction isométrique
(travail = force X distance). Toutefois, nous
observons le développement d’une tension
musculaire relativement élevée et une
consommation d’énergie. Par conséquent, une
contraction isométrique se définit non pas par
le travail exécuté, mais par le taux de tension
musculaire développé et par la durée durant
laquelle cette tension est maintenue.
Quand deux individus de forces égales
Fondements en sciences de l’exercice
entrent dans une compétition de bras de fer, une
contraction isométrique se produit. Les bras sont
statiques jusqu’à ce qu’un des deux individus
fatigue – perte de quelques complexes actinemyosine (CAM) pour un des athlètes – au point
de ne plus pouvoir maintenir une force égale à celle
de son adversaire. Pour plus de renseignements sur
le complexe actine-myosine, voir chapitre 3.
Pouvez-vous nommer d’autres activités qui
requièrent des contractions isométriques ?
Contraction auxotonique
Dans des circonstances normales, le travail
musculaire dynamique demande une contraction
auxotonique (auxo = augmentation, tonos =
tension). En raison du changement continu de
l’angle articulaire et de la vitesse du mouvement
lors du travail musculaire dynamique, le muscle se
contracte soit en augmentant soit en diminuant la
tension. Le terme auxotonique veut littéralement
dire « tension augmentée » bien qu’ici le terme
soit utilisé dans le sens de « tension variable ».
L’engagement ou le désengagement constant
des unités motrices fait en sorte que le muscle
s’adapte aux exigences de la tension qui varient
continuellement. La contraction auxotonique est
une contraction dynamique.
Quand un athlète plie son bras pour soulever un
haltère, la masse de l’haltère demeure évidemment
inchangée durant l’étendue des mouvements
réalisés. La force nécessaire pour exécuter ce
mouvement n’est pas constante mais dépend de
la capacité physique de l’athlète, de la puissance de
levier de l’athlète, de l’angle de positionnement des
membres et de la vitesse du mouvement (voir figure
4.3 ainsi que la figure 3.5 du chapitre 3).
De même, une levée latérale du bras exige une
force supérieure en début de mouvement ; force
pouvant atteindre un maximum de 90 degrés
pour ensuite chuter de façon constante. Quand
un athlète soulève son tronc d’une position
horizontale, il a besoin, en début de mouvement,
d’une force maximale qui graduellement atteint
son plein potentiel pour ensuite décliner
continuellement vers zéro.
L’étude du mouvement humain et de la santé
A
B
C
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Souhaiter changer la force ou la tension
musculaire durant un mouvement pose un
problème pour ceux qui s’entraînent avec des poids
libres. L’un des deux scénarios suivants se produit
fréquemment. Si la charge choisie peut être
soulevée pendant toute l’étendue du mouvement,
elle fournit un stress mécanique adéquat pour un
entraînement en début et en fin de mouvement,
mais elle ne génère pas suffisamment de stress
dans la phase du mouvement correspondant
à la formation optimale du complexe actinemyosine. Néanmoins, c’est souvent durant cette
phase que l’athlète cherche à entraîner sa force
musculaire, que ce soit pour développer une
force additionnelle ou pour augmenter sa masse
musculaire. Si la charge choisie fournit un stress
adéquat pour entraîner le muscle pendant la phase
du mouvement correspondant à la formation
optimale du complexe actine-myosine, la charge
est alors souvent trop lourde pour que l’individu
puisse exécuter ce mouvement. Dans ce cas-là,
l’individu déplace en général la barre vers le haut en
se servant de ses cuisses et, en fin de mouvement,
il la laisse tomber sur ses épaules. Lorsque vient le
moment d’abaisser la barre, le premier mouvement
exécuté est de faire tomber la barre jusqu’à ce qu’un
nombre suffisant de complexes actine-myosine se
forment pour arrêter sa chute. Le mouvement
se termine quand la barre tombe sur les cuisses.
Cette technique est la plus employée. L’individu
ne s’entraîne donc pas pendant toute l’étendue du
mouvement. Cet entraînement donne l’impression
que les bras ne peuvent pas être maintenus droits.
L’idéal serait d’avoir une tension exercée sur le
muscle durant toute l’étendue du mouvement.
Pour réaliser ce type d’entraînement, la charge
doit être augmentée lors de la levée du poids pour
être ensuite diminuée lorsque l’individu atteint la
phase durant laquelle la formation de complexes
actine-myosine est optimale. C’est une tâche
difficile à réaliser lorsqu’on s’entraîne avec des
poids libres.
Figure 4.3 Pour la flexion du coude, la tension
musculaire varie selon l’angle articulaire.
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Contraction isotonique
Une
contraction
dynamique
requière
exceptionnellement une contraction isotonique
(iso = même ou constante et tonos = tension).
Lors d’une contraction isotonique, la longueur
du muscle varie mais non la tension. Par
exemple, un athlète réussit (approximativement)
une contraction isotonique lorsqu’il abaisse un
poids extrêmement lourd, à une vitesse lente et
constante, contre une résistance maximale.
Toutefois, ce type de contraction est rarement
observé dans les sports et les événements
athlétiques. Le déplacement d’une charge
quelconque implique un changement continu
des angles articulaires qui à leur tour imposent
des niveaux de tension variés pour déplacer cette
charge.
Fondements en sciences de l’exercice
Alerte à la terminologie!
Dans le contexte de l’entraînement de la force et
dans la littérature des sciences de l’exercice, le
mot isotonique est souvent utilisé pour signifier
une contraction musculaire auxotonique.
Contraction isocinétique
Dans une contraction isocinétique (iso = même
ou constant et cinétique = mouvement), le système
neuromusculaire peut travailler à une vitesse
constante lors de chaque phase du mouvement
(malgré le changement continu de leviers ou de
moment de force) contre une résistance élevée
prédéterminée. Ceci permet aux muscles et aux
groupes de muscles en mouvement d’exercer
Figure 4.4 Les contractions isocinétiques sont générées grâce à une variété de dynamomètres onéreux.